STUDI METODE WATERPROOFING UNTUK PEMANFAATAN CRUSHED BRICK SPECIMEN (CBS) SEBAGAI AGREGAT DAUR ULANG UNTUK BETON MUTU RENDAH Antoni1, Handoko Sugiharto2 dan Andre Herlambang3 1
Program Magister Teknik Sipil, Universitas Kristen Petra, Jl. Siwalankerto 121-131 Surabaya Email:
[email protected] 2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Petra, Jl. Siwalankerto 121-131 Surabaya Email:
[email protected] 3 PT Shanty Wiraperkasa, Jl. Brigjen Katamso 265/A Surabaya
ABSTRAK
Crushed Brick Specimens (CBS) adalah limbah bangunan yang dihasilkan ketika bangunan dihancurkan atau dibongkar dalam suatu konstruksi yang berupa material pasangan bata dan spesi mortar yang masih melekat. CBS biasanya digunakan sebagai material urugkan atau dibuang padahal berpotensi digunakan sebagai agregat daur ulang pada konstruksi yang baru yang membutuhkan beton kuat tekan rendah. Permasalahan CBS adalah daya serap air yang tinggi sehingga apabila digunakan sebagai campuran beton cenderung untuk menyerap air dan menjadikan campuran beton memiliki kelecakan rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji waterproofing treatment dengan menggunakan beberapa metode dan material penutup permukaan agar agregat CBS ini mempunyai absorbsi yang rendah terhadap air. Material digunakan berbahan dasar acrylic, elastomer acrylic polymer (EAP) dan silane. Pengujian kelecakan dan kuat tekan beton dengan agregat CBS yang telah diberi treatment juga dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketiga material waterproofing mengurangi penyerapan air CBS dengan efektivitas yang berbeda. Metode pelapisan atau perendaman juga mempengaruhi hasil absorbsi tersebut. Kelecakan beton menjadi lebih baik untuk campuran yang menggunakan CBS dengan waterproofing treatment dan dari pengujian kuat tekan beton, didapatkan adanya pengaruh bahan dasar waterproofing terhadap kekuatan beton. Kata kunci: agregat daur ulang, pasangan bata, spesi mortar, waterproofing, beton mutu rendah
1.
PENDAHULUAN
Dalam kegiatan konstruksi, C&D (Construction and Demolition) mendapat perhatian yang cukup besar khususnya untuk biaya penghancurannya (demolition cost). Pelaksanaan pembongkaran bangunan memerlukan waktu dan mobilisasi yang tidak sedikit. Hal ini mengacu pada besarnya jumlah volume material yang perlu dihancurkan dan seringkali tidak sebanding dengan pemanfaatan material itu sendiri selanjutnya. Hasil dari pembongkaran bangunan sebagian besar terdiri dari pecahan beton (Crushed Concrete) dan Crushed Brick Specimen (CBS) atau yang disebut dengan pecahan dari dinding pasangan bata. Selain memerlukan biaya untuk pembongkaran, material sisa ini juga memerlukan biaya lagi untuk pembuangan. Pada penelitian ini, akan diupayakan agar CBS ini dapat digunakan kembali sebagai material beton dengan kuat tekan rendah untuk material rabat maupun pengisi. Permasalahannya adalah CBS mempunyai absorpsi terhadap air yang cukup besar, yaitu antara 15 – 20%, sehingga CBS membutuhkan perlakuan tambahan (treatment) untuk mengurangi sifat absorpsinya. Apabila CBS ini langsung digunakan sebagai bahan pembuat beton, akan terjadi penyerapan air yang berlebihan dan mengakibatkan nilai slump yang sangat rendah dan mempersulit pelaksanaan pengecoran. Penelitian ini menggunakan beberapa bahan treatment yang mengacu pada penggunaan bahan yang berbeda. Bahan yang digunakan antara lain Acrylic, Elastomer Acrylic Polymer (EAP) dan Silane. Pemilihan bahan treatment yang digunakan dalam penelitian ini didasarkan pada pertimbangan (a) mudah didapatkan, (b) tahan terhadap perubahan suhu udara / cuaca, (c) tahan terhadap timbulnya senyawa organik dari luar dan (d) adanya perlindungan / proteksi terhadap absorpsi air. Agar CBS dapat berfungsi dengan baik sebagai agregat kasar dalam beton, maka perlu dilakukan analisa terhadap kendala / masalah utama pada CBS yaitu (a) absorpsinya terhadap air, (b) metode waterproofing yang efektif, (c)
perilaku kelecakan pada beton segar akibat bahan yang digunakan, serta (d) Kerekatan bahan waterproofing treatment pada beton yang akan mempengaruhi kekuatan beton.
2.
METODOLOGI PENELITIAN
Sifat fisik dan karateristik bahan waterproofing Penelitian ini menggunakan 3 bahan waterproofing treatment yang berbeda menurut cara kerja dan sifat fisiknya. Menurut keterangan data teknis pada masing – masing bahan yang digunakan adalah sebagai berikut: Acrylic: (a) bahan ini mempunyai sifat larut dalam air (water based), (b) meresap dengan ketebalan tertentu tergantung banyaknya bahan ini yang digunakan pada permukaan bidang, (c) setelah mengering membentuk lapisan film yang relatif tipis pada permukaan bidang, dan (d) sesuai dengan fungsinya sebagai pelapis waterproofing pada batu alam (kondisi relatif terlindung) maka sifat elastisnya relatif kecil. Elastomer Acrylic Polymer (E.A.P): (a) bahan ini mempunyai sifat larut dalam air (water based), (b) hanya melekat pada permukaan bidang, (c) setelah mengering membentuk lapisan film yang relatif tebal pada permukaan bidang dan (d) sesuai dengan fungsinya sebagai pelapis waterproofing pada konstruksi atap (kondisi tidak terlindung) maka mempunyai sifat elastis yang cukup baik. Silane: (a) mempunyai sifat tidak larut dalam air (solven based), (b) tidak melekat / melapisi pada permukaan bidang tapi meresap ke dalam setiap substrat bidang yang berongga dan air tidak dapat menempel pada permukaan bidang (menolak air), (c) tidak membentuk lapisan tipis dan tidak tampak secara visual, dan (d) sesuai dengan fungsinya sebagai pelindung anti air tanpa membentuk lapisan film pada permukaan bidang (water repellent) maka bahan ini tidak punya sifat elastis. Metode treatment yang digunakan adalah dengan melakukan pelapisan yaitu 1 lapisan, 2 lapisan, serta merendam material dalam cairan waterproofing selama 1 jam dan kemudian material dikeringkan.
Material CBS Pengambilan CBS dilakukan pada daerah Surabaya yang mempunyai klasifikasi sebagai berikut : - CBS didapatkan dari pembongkaran tipe perumahan. - CBS didapatkan dalam kondisi di lingkungan terbuka (tidak terlindung). - CBS diambil secara random / acak. Setelah CBS didapatkan dilakukan penghancuran agar didapat aggregate dengan ukuran maksimum 25 mm, setelah itu material CBS disortir untuk memisahkan bagian agregat batu bata dan agregat spesi. Hal ini dilakukan agar sifat masing-masing material dapat dibandingkan setelah dilakukan waterproofing treatment. Material CBS yang sudah disortir dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Kondisi Asli CBS (Non Treatment). Percobaan yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi : - Kadar Penyerapan Air (water absorption), Dilakukan percobaan dalam waktu yang berbeda yaitu 30”, 60”, 90”, 120”, 180” dan 24 jam. Hal ini dilakukan untuk memperoleh data sebagai variable perbandingan pengaruh absorpsinya terhadap workability dan setting time awal pengerasan beton segar. - Kelecakan Beton Segar (slump test), dilakukan pada beton segar, untuk melihat pengaruh waterproofing treatment terhadap sifat beton segar.
-
Uji Kuat Tekan (Compressive Test), dilakukan dengan menggunakan spesimen kubus 150 mm pada umur 28 hari setelah pengecoran dengan curing dalam air. Hal ini perlu dilakukan untuk melihat efek pelapisan terhadap rekatan antara agregate CBS dengan mortar.
3.
HASIL DAN ANALISA
Penyerapan air untuk material CBS dalam kondisi alami ditunjukkan pada Gambar 2. Terlihat bahwa secara umum CBS batu bata, memiliki nilai penyerapan yang lebih tinggi daripada CBS spesi. Penyerapan sebesar 12.83% dan 15,80% dalam 30 menit untuk CBS Spesi dan CBS batu bata ini akan sangat menyulitkan apabila CBS yang ada langsung dipakai sebagai agregat kasar dalam campuran beton.
Absorption - %
22 20 18
20.61 18.01
17.39
16 14 12 10 8 6
15.80 14.83
19.41
18.89
17.46 16.23
15.60
13.64
12.83
Batu Bata Spesi
4 2 0
0
0
30
60
90
120
180
1440
Time - Menit
Gambar 2. Water absorption untuk material CBS dalam keadaan alami. Gambar 3 menunjukkan kadar penyerapan air CBS yang telah diberi treatment waterproofing, dengan 3 metode yang berbeda, terlihat bahwa kadar penyerapan air menjadi berbeda pula. Pada kedua tipe CBS yaitu bata dan spesi, terlihat adanya kecenderungan yang sama. Pelapisan dengan acrylic hingga dua kali ternyata memiliki keefektifan yang lebih baik untuk mencegah masuknya air kedalam CBS. Hasil untuk treatment dengan EAP dan silane dapat dilihat pada Gambar 4 dan Gambar 5, secara berurutan.Pada treament dengan EAP, hasil yang ditunjukkan mirip dengan treatment acrylic. Hal ini menunjukkan bahwa sistem treatment dengan pelapisan, akan didapatkan hasil yang sama tergantung pada metode pelapisannya saja. 20
20
18 15.12
14
14.22
12
12.00
12.84
12.73
12.38
11.60
10 8 6
13.13 12.42
10.78
10.08
9.54 7.99
17.55
16
16.26
15.74
1 Lapisan 2 Lapisan
9.28
1 Jam
5.92
Absorption - %
16 Absorption - %
18
17.62
4
14
11.14
10
10.29
8
7.39
6
6.75
16.65
11.48
11.91 11.27
12.20 11.72
10.90
13.00
12.92
12
16.28
15.63
15.05
1 Lapisan
12.13
2 Lapisan 1 Jam
4
2
2 0 0
0
0 0
0
0
30
60
90
120
180
1440
0
30
60
Time - Menit
90
120
180
1440
Time - Menit
a) CBS Bata
(b) CBS Spesi
Gambar 3. Water absorption setelah treatment Acrylic. 18
18
14
14.40
12
14.80
15.21
13.49
13.93
12.67
12.37
15.70 14.29
16.29
16
15.01 14.07
14
12.45
1 Lapisan
11.26
10
10.30
8
8.68
6
6.34
2 Lapisan
9.23
1 Jam
4
Absorption - %
Absorption - %
16
14.65
12
11.78
12.24
15.72
12.30
12.63
12.83
11.42
11.76
10.87
10
16.16
15.29
16.93 13.58 13.22
1 Lapisan
9.98
8.80
2 Lapisan
8
1 Jam
6.93
6 4 2
2 0 0
0 0
0
0
30
60
90
120
Time - Menit
180
1440
0
30
60
90
120
Time - Menit
a) CBS Bata
(b) CBS Spesi
Gambar 4. Water absorption setelah treatment EAP
180
1440
Penyerapan air setelah treament silane menunjukkan hasil yang berbeda dengan kedua metode sebelumnya. Gambar 5 menunjukkan bahwa untuk setelah waterproofing dengan silane, sistem perendaman lebih efektif karena silane tidak melapisi permukaan melainkan dengan merembes kedalam celah pori-pori CBS. Dengan cara rendaman, ada waktu untuk cairan silane untuk mencapai bagian dalam CBS dan akan menyebabkan bagian ini bersifat hidrophobic dan tidak menyerap air. 7
8 6.34
7
6.00
5.85 5.49
5
4.98
1 Lapisan
4.27
4
2 Lapisan 3
1 Jam
2 1.23
1.06
1
2.04 2.02
1.78 1.72
1.65 1.56
1.48 1.30
Absorption - %
Absorption - %
6
0
30
5
5.30
4
4.17
90
120
180
1 Lapisan 2 Lapisan 1 Jam
3 2
0
60
5.81
5.55
5.40
5.15 4.80
1440
1.70
1.45
1.31
1.18
0.90
0.64
0.30
0 0
0
6.03
1
0.91
7.12
6.85
6.65
6.42
6
0
0
30
60
Time - Menit
90
120
180
1440
Time - Menit
(a) CBS Bata
(b) CBS Spesi
Gambar 5. Water absorption setelah treatment Silane Masing-masing metode perawatan yang menghasilkan penyerapan air terendah kemudian ditunjukkan pada Gambar 6, untuk membandingkan keefektifitas metode yang digunakan terhadap penyerapa air yang terjadi. Ketiga metode waterproofing yang digunakan terlihat mempunyai pengaruh pengurangan pada penyerapan air. Penggunaan pelapisan acrylic dan EAP mampu mengurangi penyerapan air hingga 40% sementara penggunaan silane dapat mengurangi penyerapan air hingga 90%. Hal ini menunjukkan bahwa metode waterproofing yang terbaik untuk mengurangi penyerapan air adalah dengan menggunakan silane. Akan tetapi hal yang perlu diperhatikan adalah apakah ada efek negatif dari material ini setelah CBS dicor menjadi beton. 20
22 20.61
20 18.89
16
18
15.80 14.07
14 12.45
12 10
10.30 10.08
9.23 9.28
8
11.26 10.78
12.42
11.60
Non Treatment Acrylic - 2 Lap E.A.P - 2 Lap Silicon - 2 Lap
6.34 5.92
6
17.46
16
18.01
17.39
Absorption - %
Absorption - %
18
19.41
14
16.23
15.60
14.83
13.22
13.64 12.83
12
9.98 10.29
10
11.76 11.72
11.42 11.27
10.87 10.90
Non Treatment
12.13
Acrylic - 2 Lap E.A.P - 2 Lap
8
Silicon - 1 jam
6.93 6.75
6 4
4 2 0
30
60
1.65
1.48
1.23
1.06
0 0
0
1.78
2
2.04
0 0
0 90
120
180
0
1440
30
60
90
1.45
1.31
1.18
0.90
0.64
120
180
1.70
1440
Time - Menit
Time - Menit
(a) CBS Bata
(b) CBS Spesi
Gambar 6. Hasil water absorption terendah pada CBS untuk masing-masing material waterproofing Pada pembuatan beton digunakan faktor air semen sebesar 0,5 dengan rincian proporsi mix design tercantum dalam Tabel 1. Perbedaan berat pada kerikil CBS yang digunakan karena berat jenis yang berbeda antara Bata dan Spesi. Campuran dibuat dengan molen beton dan tidak diberikan additive tambahan. Tabel 1. Mix design untuk pembuatan beton CBS Bata Spesi
Air (kg//m3) 175 175
Semen (kg//m3) 350 350
Pasir (kg//m3) 699 699
Kerikil CBS (kg//m3) 827 862
Nilai slump beton segar beton CBS ditunjukkan pada Gambar 7. Terlihat untuk beton yang dibuat dengan agregat CBS tanpa waterproofing treatment terjadi slump yang sangat rendah untuk CBS Bata maupun Spesi. Ketiga treatment yang digunakan membuat beton masih mempunyai kelecakan yang cukup dengan slump yang mencapai 100 mm pada treatment Acrylic dan bahkan mencapai slump 185 mm pada treatment Silane. Slump yang tinggi pada treatment Silane ini menunjukkan bahwa kebutuhkan air dapat dikurangi untuk mendapatkan beton yang sama kuatnya.
200
185 Batu Bata
Slump - mm
180 160
160
Spesi
140 120 100
105 80
80
65
60 40 20
45 20 0
0 Non Treatment
Acrylic
E.A.P
Silicon
Tipe Treatment
Gambar 7. Nilai Slump beton segar dengan agregat CBS
Kuat Tekan - kg/cm 2
Hasil kuat tekan pada umur beton 28 hari ditunjukkan pada Gambar 8. Secara umum nilai kuat tekan CBS spesi lebih tinggi dari nilai CBS bata, hal ini dikarenakan agregat CBS bata lebih lemah. Beton CBS bata mempunyai kehancuran pada bagian agregatnya sedangkan beton CBS spesi memiliki bidang kehancuran dibagian ITZ antara agregat dan mortar, seperti yang terlihat pada Gambar 9. Nilai kuat tekan yang terbaik ternyata dimiliki oleh CBS dengan treatment Acrylic. Kuat tekan beton dapat mencapai 125 kg/cm2 untuk CSB spesi yang telah ditreament dengan Acrylic. Nilai slump yang tinggi pada CBS dengan treatment Silane ternyata tidak membuat kekuatan yang tinggi pada betonnya. Hal ini kemungkinan karena dengan treatment Silane ini menyebabkan air tidak mau menempel pada permukaan CBS dan akibatnya mortar juga tidak menempel pada bagian permukaan agregat dan menyebabkan bagian ITZ yang sangat lemah. 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Batu Bata
125
Spesi
112 97
91
103
76
74
Non Treatment
92
Acrylic
E.A.P
Silicon
Tipe Treatment
Gambar 8. Hasil uji kuat tekan beton pada umur 28 hari
(a) CBS Bata
(b) CBS Spesi
Gambar 9. Benda uji CBS yang telah di uji kuat tekan
Korelasi antara penyerapan air pada CBS dan kuat tekan beton yang dihasilkan ditunjukkan pada Gambar 10. Metode waterproofing yang terbaik belum tentu dapat meyebabkan beton memiliki mutu yang lebih baik. Bagian pertemuan antara agregat CBS dan mortar dapat berubah dengan adanya perlakukan waterproofing yang berbeda. Material Silane walaupun dapat mengurangi penyerapan air dengan sangat efektif ternyata tidak dapat menghasilkan beton yang baik. Metode waterproofing yang paling cocok adalah dengan menggunakan pelapisan dengan material Acrylic. 130
Non - Treatment Acrylic E.A.P Silicon
Kuat Tekan - kg/cm2
120
12.13, 125
110
13.22, 103
100
2.72, 92
90
17.46, 91
80 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Absorpsi air - %
Gambar 10. Korelasi absorpsi air dengan nilai kuat tekan pada CBS spesi
4.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian di laboratorium dan hasil analisis data dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : -
Absorpsi terhadap air pada material CBS dapat dikurangi dengan waterproofing treatment.
-
Metode treatment yang paling efektif untuk mencegah absorpsi terhadap air pada CBS dengan melakukan pelapisan sebanyak dua lapis untuk material Acrylic dan EAP dan dengan melakukan perendaman pada material Silane.
-
Bahan waterproofing treatment yang paling effektif pada CBS dengan menggunakan Acrylic.
-
Kekuatan beton dengan treatment pada CBS lebih ditentukan oleh sifat kerekatan bahan treatment terhadap beton daripada kelecakan beton segar (slump test).
-
Dari bidang hancur yang terjadi maka agregat batu bata yang ditambahkan bahan treatment masih mempunyai kerekatan terhadap beton yang lebih baik daripada agregat spesi akan tetapi kuat tekan dengan CBS spesi lebih tinggi daripada CBS bata.
DAFTAR PUSTAKA Ayano, T. and Sakata, K. (2004). “Durability of recycled concrete”. Proceeding of Internasional Seminar on Durability and Lifecycle Evaluation of Concrete Structures. Okayama : Okayama University. Badan Standardisasi Nasional. (2002). “Tata cara perancangan campuran beton ringan dengan agregat ringan”. Jakarta. Departemen Pekerjaan Umum. (1990). “Tata cara pembuatan beton ringan dengan agregat ringan”. Jakarta. Herrington, P. (2006). “Assessing the environmental effect of new and recycled materials in road contruction”. Waterloo Quay : Land Transport New Zealand. Nelson, and Shing C.N. (2004). “High-strength structural concrete with recycled aggregates”. Queensland : Southern Queensland University. The Florida Center For Solid And Hazardous Waste Management. (2000). C&D debris recycling study : Final report. Florida. Tsujino M. et al. (2007). Application of Conventionally Recycled Coarse Aggregate to Concrete Structure by Surface Modification Treatment”. Journal of Advanced Concrete Technology, vol. 5 no. 1. Japan.
